Ivana Ponjavić - Obrana doktorskog rada

Obrana rada održati će se u: PETAK, 22. rujna 2023. godine u 12.00 sati u dvorani P1 Kemijski odsjek, PMF, Horvatovac 102 a, Zagreb

Disertacija nosi naslov:

Regulation of microtubule sliding and its effect on mitotic spindle length in human retinal cells RPE-1

Regulacija klizanja mikrotubula te utjecaj na duljinu diobenog vretena u stanicama retine čovjeka RPE-1

Povjerenstvo za obranu imenovano je u sastavu:

1. Dr. sc. Andreja Ambriović Ristov, znan. savj. u trajnom zvanju, IRB, Zagreb
2. Izv. prof. dr. sc. Inga Urlić, PMF, Zagreb
3. Izv. prof. dr. sc. Marin Barišić, Danisch Cancer Society Research Center, University of Copenhagen
4. Zamjena: izv. prof. dr. sc. Maja Matulić, PMF, Zagreb

Mentor: naslovni prof. dr. sc. Iva Maria Tolić, znan. savj., IRB, Zagreb

SAŽETAK RADA:

Tok mikrotubula prema polu u mitotskom diobenom vretenu složen je proces kojeg pokreću višestruki motorni proteini koji pokreću klizanje preklapajućih mikrotubula. Međutim, koordinacija klizanja u središnjoj zoni vretena s depolimerizacijom mikrotubula na polu ostaje nepoznata. Ovdje pokazujem, korištenjem speckle mikroskopije za mjerenje toka pojedinačnih mikrotubula, da nakon inhibicije kinezina-5 (EG5) motornog proteina dok vreteno kolabira, kretanje kinetohornih vlakana (k-vlakana) od središnje ravnine nije poremećeno, međutim, kretanje premoščujućih vlakana je 30% sporije u usporedbi s netretiranim metafaznim vretenima što sugerira da je klizanje preklapajućih mikrotubula usporeno. U isto vrijeme tok mikrotubula prema polu sličan je kao i u netretiranim metafaznim vretenima. Nakon inhibicije dineina Ciliobrevinom D, vreteno zadržava svoju duljinu, ali se duljina preklapanja premosnog vlakna smanjuje i njegova veza s k-vlaknima je poremećena. Nadalje, protok k-vlakana značajno je smanjen, što sugerira da dinein djeluje kao poprečni povezivač premošćujućih i k-vlakana. Kada je EG5 inhibiran zajedno s kinezinom-4A (KIF4A), kretanje premosnih vlakana i k-vlakana od središnje ravnine je značajno smanjeno, što ukazuje da ova dva motora djeluju zajedno kako bi klizali mikrotubule koji se preklapaju. Zajedno, moji rezultati pokazuju da EG5 sam ima ulogu u klizanju antiparalelnih mikrotubula te da u metafazi EG5 i KIF4A u preklapanjima premosnih vlakana stvaraju sile klizanja koje se prenose na pridružena k-vlakna preko dineina. Predlažem da se vreteno sastoji od dva mehanički različita dijela, dijela srednje zone koji ostaje funkcionalan tijekom kolapsa i polu-proksimalnog dijela vretena koji se skraćuje tijekom kolapsa vretena.

THESIS SUMMARY:

Poleward flux of the microtubules in the mitotic spindle is a complex process driven by multiple motor proteins driving sliding of overlapping microtubules (MTs). However, coordination of the sliding in the midzone with the MT depolymerization at the pole remains unknown. Here I show, by using speckle microscopy to measure flux of individual MTs, that after kinesin-5 (EG5) inhibition while the spindle is collapsing, kinetochore fiber (k-fiber) movement away from the midplane is not impaired, however, bridging fiber movement from the midplaine is 30% slower when compared to the untreated metaphase spindles suggesting that sliding of overlapping MTs is impaired. At the same time poleward flux is similar as in untreated metaphase spindles. After dynein inhibition with Ciliobrevin D, the spindle retains its length but the bridging fiber overlap length is reduced and its connection with k-fibers is perturbed. Furthermore, k-fiber flux is significantly reduced, suggesting that dynein acts as a crosslinker of bridging and k-fibers. When EG5 is inhibited together with kinesin family member 4A (KIF4A), bridging fiber and k-fiber movement away from the midplane is significantly reduced, indicating that these two motors act together to slide overlapping MTs. Taken together, our results demonstrate that EG5 alone has a role in the sliding of antiparallel MTs and that in metaphase EG5 and KIF4A in the overlaps of the bridging fibers generate sliding forces which are transmitted to the associated k-fibers through dynein. We propose that the spindle consists of two mechanically distinct parts, the midzone part which remains functional during collapse, and the pole-proximal part of the spindle which is shortened during spindle collapse.